預防流感的新武器

袁越

冬季是流感等呼吸系統傳染病的高發期，去年冬天的疫情尤其嚴重。據報道，2017年12月18日至24日這周內，僅是北京一地就報告了5298例流感病例，較前一周上升了81.44%。

像流感這類呼吸道傳染疾病主要通過空氣、飛沫和身體接觸傳播，所以人群密集的公共場所是最容易傳染的重災區。對于個人來講，最好的預防措施是出門前事先戴好專業的防流感口罩，以及回家后先洗手再干別的。但是并不是所有人都有條件做到上述兩點，有沒有可能由政府的衛生部門出面，對公共場所進行消毒呢？

噴藥是目前廣泛采用的方式，但效率顯然太低了，于是紐約哥倫比亞大學醫學中心的大衛·布倫納（David Brenner）博士決定試試紫外燈。他原來是放射科的一名研究人員，和傳染病沒什么關系，但4年前他的一個好朋友死于傳染病，這讓他下決心把研究方向轉到預防傳染病上來。經過一番考量，他決定利用自己的專業知識改進現有的紫外燈，使其兼具滅菌和安全的功能。

紫外燈很早就被用于衛生消毒，因為紫外波段的光子具有很高的能量，能夠破壞化學鍵，會給DNA、RNA和蛋白質等長鏈有機分子帶來致命損傷。再加上光線消毒的覆蓋面廣，作用持久，特別適合對密閉空間的空氣進行消毒。但是，目前最常用的紫外燈發出的光線波長為254納米，能夠輕松穿透人體皮膚，誘發皮下組織癌變。這個波段的紫外線還能穿透人眼的晶狀體，導致白內障，所以目前的紫外燈只能用于無人空間的消毒，比如夜晚的醫院或者生物實驗室的超凈臺等，不適合在白天的公共場所使用。

根據物理學原理，光波的波長越短，穿透力也就越差。于是布倫納決定試試波長為222納米的紫外燈。初步實驗證明這個波長的紫外線可以殺死物體表面的病菌，但卻無法穿透人體表皮和晶狀體，因此對人類來說是很安全的。

接下來，布倫納又試驗了這種波長的紫外線對藏身于空氣飛沫中的病菌的殺傷力。研究人員首先模仿人類打噴嚏的過程，將流感病毒制成飛沫，使之充滿了整個密閉空間，再用這種波長的紫外線照射這個空間，然后收集空間內的液體，噴灑在狗的腎臟細胞上，結果證明這種波長的紫外燈對空氣的消毒作用是明顯的。

布倫納將實驗結果寫成論文，于2017年12月28日登在了生物學論文的預印網站（bioRxiv）上。雖然該文尚需經過同行評議的檢驗才能正式發表，但因為這項成果在公共衛生領域潛力巨大，《科學》（Science）雜志率先做了專題報道。報道指出，這項實驗之所以能夠進行，關鍵一點就是燈具制造技術的進步。波長為254納米的普通紫外燈技術成熟，造價低廉，很容易普及，但波長為222納米的紫外燈就比較復雜了。好在治療近視眼的LASIK手術需要用到波長在207至222納米的準分子燈，技術已經很成熟了，布倫納只需在這種燈的外面蒙上一層濾膜，就能獲得波長為222納米的短波紫外線。

目前一盞這樣的短波紫外燈造價已經降到了1000美元以下，如果大規模普及的話，其造價有可能進一步下降。如果最終被證明可行的話，像地鐵和辦事大廳這樣的公共場所就可以通過紫外燈來對空氣進行即時消毒，這將大大降低流感病毒的傳染率。

這個案例說明，物理學新技術很有可能在生物學領域大放異彩。比如具有悠久歷史的癌癥放療技術已經隨著放射性技術水平的提升而變得越來越精準。眾所周知，放療最大的好處就是無需手術就能做到對惡性腫瘤的定點殺滅，但此前科學家對放射性的控制不夠精準，影響了這一技術的普及。目前的放療技術已經可以把照射精度提高到毫米級，這就為實體腫瘤的治療提供了新的可能性。